一种基于闪存固态硬盘的辅助缓冲池设计

基于磁盘数据库系统的瓶颈主要在磁盘I／O,通常采用缓冲池的设计,将读到的数据页先放入到内存缓冲池后再进行操作。因此,缓存池的大小直接决定了数据库的性能。通过研究基于闪存固态硬盘的特性,提出了一种基于闪存固态硬盘的辅助缓冲池设计。最后,通过修改开源数据库MySQL InnoDB存储引擎,并通过TPC-C实验对比分析了启用辅助缓冲池后数据库的性能可有100％-320％的提高。     

基于随机游走的大容量固态硬盘磨损均衡算法

基于闪存的大容量固态硬盘(SSD)能够在未来取代磁盘.它有很多优点,包括非易失性、低能耗、抗震性强等.然而,基于NAND闪存的存储块自身存在有限的擦除重写次数的问题一直影响着它的广泛应用.当闪存芯片达到擦除重写的限制次数后,存储块上的数据就会变得不可靠.目前研究者们已经提出了一些磨损均衡算法来解决这个问题.但当固态硬盘的存储容量不断增大后,这些算法需要越来越多的内存容量来保证运行.文中提出一种基于随机游走的磨损均衡算法来应用在大容量的固态硬盘上,该算法能够很大程度地减少内存消耗.实验表明所需内存容量仅为BET算法的15.6%,与此同时磨损均衡的性能并没有降低.     

一种面向固态硬盘的Cache置换算法

固体硬盘的出现改变了现有存储子系统的框架,也逐渐成为了嵌入式应用的主流存储设备.但是其自身的写机制由于需要先擦后写,成为了影响SSD性能的瓶颈.针对此问题,出于减少写操作次数这一思路提出了LRU-AB算法,力图在基于Cache数据的访问频度上改进SSD置换算法.同时对现有算法进行了分析.     

一种基于分类策略的聚簇页级闪存转换层算法

提出一种基于分类策略的聚簇页级闪存转换层算法——CPFTL.1)CPFTL将地址映射缓存分为热映射表缓存、冷映射表缓存和连续映射表缓存,分别用来缓存访问频繁的请求的映射项、访问不频繁的请求的映射项和高空间本地性的连续请求的映射项,有效提升各类请求的处理能力;2)为利用连续请求的空间本地性,CPFTL的连续映射表缓存预取多个连续的映射项,提高它对连续请求的响应性能;3)为减少页级映射算法的转换页读写开销,CPFTL的冷映射表缓存采用聚簇策略,即将属于同一转换页中的映射项进行聚簇,按簇进行LRU管理,当冷映射表缓存满时,根据簇的映射项个数和LRU选取合适的簇剔除到闪存.实验结果显示,相比经典的页级DFTL算法和最新的SDFTL算法,CPFTL的缓存命中率、平均响应时间、地址转换页操作次数和闪存块擦除次数都有显著提升.     

基于4KB数据块映射的固态硬盘算法

固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)采用NAND型闪存(Flash Memory)为主要存储介质,闪存的读写不同于其他介质,需要闪存转换层(Flash Translation Layer,FTL)对闪存的存储空间进行管理。传统方式的映射算法随着页面(Pagesize)的逐渐扩大,在随机数据块写入的速度方面难以提升。针对这个问题,提出一种基于4KB数据块映射的闪存转换层算法,固态硬盘控制器芯片采用110nm工艺实现,集成了SATA-Ⅱ接口(3Gb/s数据传输速率),最大可以并行驱动5通道的闪存芯片。该算法结合芯片的内部资源,经过了可靠性检测,达到了预期的可靠性和读写速度。     

基于SATA接口的固态硬盘设计

固态硬盘主要由flash memory闪存单元和各控制单元组成,由于没有机械硬盘的旋转介质等机械结构,不需要大量的寻道时间,因而在小体积,快存取,抗震摔,高可靠性和轻质量等方面有着极其优越的性能。本设计通过分析固态硬盘的组织结构以及各模块的设计思路,提出一种高性能固态硬盘的设计方法。     

浅谈大数据时代下固态硬盘的优势所在

大数据时代下对数据的处理越来越苛刻,于是提升硬盘的性能便成了整个问题的关键所在.计算机硬盘从诞生到现在经历过许多阶段,但最终的趋势是向着读取速度快、容量大、体积小这方面发展.在传统的计算机领域,机械硬盘凭借着稳定、性价比高等优势占据着计算机硬盘市场的主流;但随着大数据时代的到来和固态硬盘技术上的提升,同态硬盘依靠着自身突出的优点迅速占领市场,本文将重点解析这种现象的产生并且预测未来的趋势走向.     

基于片内SRAM的固态硬盘转换层设计

SSD逐渐成为了存储业界研究的热点.提出基于片内SRAM的flash转换层设计--SBAST,通过SRAM缓存更新的页提高了SSD随机写的效率,并减少了不必要的擦除操作.通过SSDsim的仿真实验,论证了该设计的有效性,给出了后续的计划.     

笔记本升级固态硬盘的问题

我的笔记本采用1．8英寸的硬盘,速度实在太慢了,想升级到固态硬盘,请问有什么注意事项没？     

硬盘区域性数据写保护程序的分析与设计

通过对硬盘数据读取过程以及计算机启动过程的分析。给出实现对硬盘指定区域数据进行保护的原理,然后用软件的方法设计了一区域性写保护硬盘锁。在此硬盘锁工作情况下,DEL、FORMAT、FDISK等指令对硬盘的写保护区域进行的操作都无效,若用A盘启动计算机则不可以使用硬盘;可有效地保护硬盘上的数据。同时又能方便地使用硬盘。     

使用固态硬盘管理主存KV数据库的虚拟内存

主存键值(key-value,KV)数据库具有高效性、易用性和可扩展性.由于主存容量有限,一些数据量较大的应用必须使用磁盘进行数据交换.而固态硬盘(solid state disk,SSD)有高速的随机读特点,使用固态硬盘作为主存KV数据库的虚拟内存会提高对不在主存中的数据的读性能.但是固态硬盘的随机写性能较差,于是提...     

固态盘阵列构建方法研究综述

单个固态盘存在随机写性能较差和擦写次数有限等缺陷,使用廉价盘冗余阵列(redundant arrays of inexpensive disks, RAID)技术将多块固态盘组织在一起有助于满足存储系统的高可靠、大容量、高性能的要求.然而,将RAID算法简单应用于固态盘阵列会遇到一些问题.首先分析了基于Flash的固态盘和RAID技术存在的缺陷,选取性能、可靠性和价格作为阵列构建方法的评价标准,并将随机写、小写、垃圾回收、负载均衡、擦除次数、磨损均衡、冗余度等问题作为分析重点;然后,从固态盘和Flash芯片2种构建粒度出发,分别论述了不同的构建方法并分析了各自的优缺点;最后,总结了不同构建方法并指出未来可能的研究方向.     

基于NAND闪存的固态盘技术研究

基于NAND闪存的固态盘具有非易失、访问速度快、体积小、抗震性好以及功耗低等诸多优点,能较好缓解I/O性能瓶颈问题,已经成为学术界和产业界关注的一个研究热点.对基于NAND闪存固态盘的主要热点问题予以研究,介绍了基于闪存固态盘的技术特性,分析了其内部结构,对其关键实现技术着重进行了研究分析.     

基于ARC的闪存数据库缓冲区算法

闪存是一种纯电子设备,具备体积小、数据读取速度快、能耗低、抗震性强等优点,被用来部分替代机械硬盘从而提升存储系统的性能.但是,现有的缓冲区置换算法都是针对机械硬盘的物理特性进行设计和优化,因此有必要针对闪存的物理特性重新设计缓冲区置换算法.提出一种新的面向闪存数据库的缓冲区替换算法CF-ARC.算法设计了一种新的页替换机制,即在替换干净页或者脏页的时候考虑其访问频度的大小,优先将访问频度少的干净页替换出缓冲区,使得热页继续留在缓冲区提高命中率,从而获得更好的性能,通过对实验结果的对比分析发现CF-ARC在多数情况下具有比其它置换算法更高的性能.     

面向Lustre文件系统的固态盘存储加速技术研究

磁盘的随机I/O延时制约了存储系统的性能提高,具备高性能随机I/O特性的固态盘(solid state disk,SSD)逐渐成为关注的热点.分析了磁盘、Flash型SSD以及DRAM型SSD三类设备不同的性能特点,讨论了SSD存储加速技术的研究现状,提出了一种面向Lustre文件系统的固态盘存储加速系统架构,介绍和分析了各模块的构成与原理,提出了对象迁移策略.     

集成硬件加密的加密固态盘的设计与实现

为了使NAND Flash固态盘的数据在存取过程中被透明加解密且提高整个安全存储系统的集成度,在分析固态盘体系结构的基础上,提出了在固态盘内部集成硬件加密功能的方法,并给出了加密固态盘的设计方案;利用FPGA设计实现了嵌入到固态盘内的硬件加密模块,并结合通用的ATA Flash盘控制器和NAND Flash芯片实现了完整的加密固态盘;实验结果表明,该加密固态盘实现了全盘数据加密,而且由于加密模块全硬件实现,加解密速度快且不占用系统资源,增加加密模块后不影响固态盘的性能。     

硬盘读写通道的FIR噪声预测算法与仿真模型

本文提出了一种嵌入FIR噪声预测的部分响应最大似然算法（NPML—Noise-prediction Partial-response Maximum Likelihood），该算法改进了传统部分响应最大似然算法（PRML-Partial Response Maximum Likelihood）中Viterbi译码过程的分支度量计算方法，能白化信号中有色噪声，减少误码率，提高硬盘读写通道的性能。本文还建立了读写通道的图形化仿真模型，提出了FIR滤波器长系数的快速逼近方法，并构造了检验模型工作正确性的方法。通过仿真模型对传统的Viterbi译码算法与嵌入FIR预测的NPML算法进行了分析。结果表明，在相同的存储密度下，NPML能获得比PRML高xxdb的信噪比和低xxdb的位错误率。     

一种基于请求大小的固态盘I／O调度算法

对于同类型的I／O请求,基于闪存固态盘的请求响应时间与请求大小基本呈线性比例关系,并且固态盘的读写性能具有非对称性。针对该特性,提出一种基于请求大小的固态盘I／O调度（SIOS）算法,从I／O请求平均响应时间的角度提高固态盘设备的I／O性能。根据读写性能的非对称性,对读写请求进行分组并且优先处理读请求。在此基础上首先处理等待队列中的小请求,从而减少队列中请求的平均等待时间。采用SLC和MLC2种类型的固态盘进行实验,在5种测试负载的驱动下与Linux系统中的3种调度算法进行比较,对于SLC固态盘,SIOS平均响应时间分别减少18．4％、25．8％、14．9％、14．5％和13．1％,而对于MLC固态盘,平均响应时间分别减少16．9％、24．4％、13．1％、13．0％和13．7％,结果表明,SIOS能有效减少I／O请求的平均响应时间,提高固态盘存储系统的I／O性能。     

闪存固态硬盘系统结构与技术

闪存固态硬盘凭借其高性能、低功耗、非易失等特点已经被广泛应用于个人电脑、数据中心和云存储服务等.近10年来,随着制程工艺和微电子技术的发展,闪存固态硬盘的特性发生了显著的变化.首先介绍了闪存存储单元的基本结构和存储原理.然后讨论了闪存固态硬盘的多项控制器关键技术,包括缓存设备、地址转换层、垃圾回收、数据分配、磨损均衡以及纠错码等.这些关键技术将支撑闪存固态硬盘的正常运作.此外,探讨了闪存固态硬盘的并行结构,并分析了闪存固态硬盘并行性利用的限制条件以及最新的并行性优化工作.接着,分析了3D闪存固态硬盘的发展和堆叠式结构,并针对3D固态硬盘的性能和寿命优化工作进行了归纳和分析,提出了现有3D固态硬盘性能和寿命优化工作的不足.最后,总结了当前闪存固态硬盘的现状,并提出可能的未来研究方向.     

基于状态图的缓冲区溢出攻击分析

结合缓冲区溢出攻击产生的原理,分析缓冲区溢出攻击代码的结构,论述Snort规则对缓冲区溢出攻击的检测,在此基础上构建一个基于状态图的缓冲区溢出攻击的分析模型。该模型对于进一步明确缓冲区溢出攻击过程和完善缓冲区溢出攻击的检测和防御有很大的理论和实际意义。